真空感应熔炼（VIM）冶金

真空感应熔炼，简称VIM，是指在真空条件下，通过电磁感应在金属导体中产生涡流加热电荷的一种冶金方法。VIM工艺具有熔炼室体积小、抽真空时间短、熔炼周期短、温度和压力控制方便、挥发性元素可回收、合金成分控制准确等特点。由于上述特点，VIM已发展成为生产特殊钢、精密合金、电热合金、高温合金和耐腐蚀合金等特殊合金的重要工艺之一。VIM图

△ 真空感应熔炼炉（1-真空系统；2-炉翻转机构；3-加料机构；4-坩埚；5-感应器；6-取样捣固装置；7-测温装置；8-移动炉体）工艺流程结构图

1.真空泵持续工作以抽取空气和气体产品，以维持真空环境。

真空环境的优点：

① 很容易将溶解在钢和合金中的氮、氢、氧和碳去除到远低于常压熔炼的水平。

② 熔化温度下蒸汽压高于母材的杂质元素（铜、锌、铅、锑、铋、锡和砷等）可通过挥发去除。

③ 添加到合金中的活性元素如铝、钛、硼和锆的成分易于控制。

2.在真空条件下，交流电作用在感应线圈上，产生交变磁场。交变磁场在炉料上感应交流电“涡流”，炉料通过“涡流”加热熔化成液态，从而达到冶炼金属的目的。

电磁感应加热的优点：

① 如果不需要电弧加热所需的石墨电极，电极渗碳的可能性就消除了，碳含量非常低的钢和合金可以熔化。

② 在熔池中进行一定强度的电磁搅拌，可以促进钢液成分和温度的均匀性，钢中的夹杂物可以合并、长大和上浮。

③ 熔池比表面积小。冶炼过程中的气氛容易控制。电弧下无电弧和高温区。合金元素烧损小，吸力小，有利于成分控制，气体含量低，缩短冶炼时间。

④ 烟尘少，环境污染少。冶炼过程中基本没有火焰和燃烧产物。

真空感应熔炼金属材料能明显提高磁性合金的韧性、疲劳强度、耐腐蚀性、高温蠕变性能和磁导率。

集中

① 原材料应仔细准备

真空感应炉熔炼所用原料的化学纯度、清洁度、块状度和干燥度应符合技术要求。装料要精细，准备要仔细。

② 保持熔化过程平稳

炉料的熔化速度应逐渐加快，加热功率应逐渐增加，以确保炉料的顺利熔化和充分脱气。在熔化的中后期，可适当增加加热功率，加快熔化速度，缩短熔化时间。

③ 控制钢液沸腾强度发挥沸腾精炼效果

在熔融末期和精炼初期，应充分发挥沸腾脱氧、脱氮、脱氢和夹杂物去除的作用。但应采用氩气控制沸腾强度，以减少坩埚的冲刷，防止钢液溢出。

④ 在每个周期内保持高真空

装料完毕，关炉后，待真空度高后才能送电加热≤ 10帕。熔化前应保持高真空。

在精炼期间，应保持高温和高真空，以完成脱氧并去除有害杂质。

合金化过程中，应在高保真度下充氩，以减少易氧化元素的氧化损失。

⑤ 合金化过程中，应充氩冷却，并加入易氧化元素

当真空度为1.0~0.5pa时，向炉内充氩。切断电源降温，加入合金元素，熔化后立即搅拌钢水，使合金元素均匀分布。

⑥ 合金化结束时添加镁

加镁时，应严格按照加镁工艺规程进行操作。在确定炉型、冶炼工艺和加镁条件后，应严格按照规定的氩气压力、钢水温度和保温时间进行操作。

⑦ 实现中温浇注

钢水出钢温度和浇注温度关系到成品的冶金质量。浇注温度应控制在液相点以上50~80℃。中温浇注可以减少钢锭的收缩深度，获得致密的钢锭，提高成品率。

资料来源：“金属材料世界”

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